گفتار 1
ساختار و عملکرد لولهٔ گوارش
تغذیه و اهمیت آن در بدن انسان
غذا خوردن، افزون بر آن‌که یکی از لذت‌های روزمره انسان به شمار می‌آید، نقش اساسی در حفظ سلامت، تأمین انرژی و رشد و ترمیم یاخته‌های بدن دارد. پس از عبور مواد غذایی از دستگاه گوارش، آن‌ها به ترکیبات ساده‌تری تجزیه می‌شوند که بدن توانایی استفاده و جذب آن‌ها را دارد. این فرآیند برای سالم ماندن و رشد مناسب یاخته‌های بدن ضروری است.
تصویر ریزپرز رودۀ باریک با میکروسکوپ الکترونی
تغذیه نامناسب یا مصرف بیش از نیاز بدن می‌تواند پیامدهایی چون اضافه‌وزن و چاقی به دنبال داشته باشد؛ وضعیتی که سلامت نسل حاضر و آینده را تهدید می‌کند.
برخی افراد با وجود تغذیه نسبتاً مناسب و متنوع، ممکن است دچار کمبود مواد مغذی شوند. در بیماری سلیاک، به‌دلیل آسیب‌دیدگی پوشش روده، توانایی جذب مؤثر مواد مغذی کاهش می‌یابد.
ساختار کلی دستگاه گوارش
دستگاه گوارش از دو بخش اصلی تشکیل شده است:
لوله گوارش: لوله‌ای پیوسته که از دهان آغاز شده و تا مخرج ادامه دارد. این لوله شامل دهان، حلق، مری، معده، روده باریک، روده بزرگ (روده کور، کولون بالارو، کولون افقی و کولون پایین‌رو)، راست‌روده و مخرج است.
اندام‌های مرتبط با گوارش: از جمله غده‌های بزاقی، پانکراس (لوزالمعده)، کبد (جگر) و کیسه صفرا. این اندام‌ها اگرچه بخشی از لوله گوارش نیستند، اما با ترشح مواد گوناگون به فرایند گوارش کمک می‌کنند. گوارش در فضای داخلی لوله گوارش انجام می‌گیرد، نه در درون این اندام‌ها.
شکل 1 - لولۀ گوارش و اندام‌های مرتبط با آن
بنداره‌های لوله گوارش
لوله گوارش ساختاری پیوسته دارد که از دهان تا مخرج امتداد می‌یابد.
در بخش‌هایی از این مسیر، ماهیچه‌های حلقوی به نام بنداره (اسفنکتر) قرار دارند که وظیفه کنترل حرکت مواد را بر عهده دارند.
این ماهیچه‌ها معمولاً منقبض‌اند و مانع عبور محتویات می‌شوند؛ اما در هنگام نیاز، با کاهش انقباض، مسیر برای حرکت مواد باز می‌شود. بنداره‌های انتهای مری و نواحی پایانی لوله گوارش دارای نقش‌های ویژه‌ای هستند.
بنداره داخلی مخرج از نوع ماهیچه صاف و غیرارادی است.
بنداره خارجی مخرج از نوع ماهیچه مخطط و ارادی است.
شکل 2 - بندارۀ انتهای مری
ساختار لوله گوارش
دیواره لوله گوارش در بخش‌های مختلف، ساختاری نسبتاً مشابه دارد و از چهار لایه اصلی از خارج به داخل تشکیل شده است. هر لایه از انواع بافت‌ها تشکیل شده‌است و در همۀ این لایه‌ها بافت پیوندی سست وجود دارد:
1. لایه بیرونی:
در اندام‌های شکمی، این لایه بخشی از پرده‌ای به نام صفاق محسوب می‌شود.
صفاق، پوششی است که اندام‌های درون شکم را به یکدیگر متصل می‌کند.
لازم به ذکر است که لایه بیرونی در همه بخش‌های لوله گوارش وجود دارد، اما تنها در نواحی شکمی با صفاق در ارتباط است؛ برای نمونه، بخش عمده مری در قفسه سینه قرار دارد و لایه بیرونی آن با صفاق مرتبط نیست.
به عنوان نمونه‌ای از عملکرد صفاق، این پرده در ناحیه‌ای میان روده باریک و روده بزرگ قرار دارد و موجب اتصال این دو بخش به یکدیگر می‌شود.
2. لایه ماهیچه‌ای:
نوع ماهیچه در بخش‌های مختلف متفاوت است:
در دهان، حلق، ابتدای مری و بنداره خارجی مخرج، از نوع ماهیچه مخطط و ارادی است.
در سایر نواحی لوله گوارش، از ماهیچه‌های صاف و غیرارادی تشکیل شده است.
برای نمونه، ابتدای مری دارای ماهیچه مخطط و ادامه آن دارای ماهیچه صاف است.
یاخته‌های ماهیچه‌ای صاف به دو صورت حلقوی و طولی سازمان یافته‌اند.
معده افزون بر این دو نوع, دارای یک لایه سوم از ماهیچه‌های مورب نیز هست که درونی‌ترین بخش ماهیچه‌ای آن محسوب می‌شود. این لایه به خرد کردن و ترکیب محتویات معده کمک می‌کند.
میان این لایه‌ها، شبکه‌ای از یاخته‌های عصبی گسترده شده است که عملکردهای حرکتی گوارشی را هماهنگ می‌کند.
3. لایه زیرمخاطی:
این لایه موجب اتصال مخاط به لایه ماهیچه‌ای شده و امکان لغزش و ایجاد چین‌خوردگی در سطح داخلی لوله گوارش را فراهم می‌آورد.
مشابه لایه ماهیچه‌ای، در این لایه نیز شبکه‌ای از یاخته‌های عصبی وجود دارد که کنترل عملکرد گوارشی را بر عهده دارد.
4. لایه مخاطی:
متشکل از یاخته‌هایی از بافت پوششی است که بر حسب محل قرارگیری، وظایف گوناگونی همچون جذب مواد مغذی و ترشح آنزیم‌ها یا مخاط را انجام می‌دهند.
این لایه در جذب مؤثر مواد غذایی نقش کلیدی دارد.
شکل 3 - الف) ساختار لایه‌های لولۀ گوارش، ب) بخشی از صفاق مربوط به روده‌ها
لایه‌های دیواره لوله گوارش و ویژگی‌های آن‌ها
لایه | ویژگی اصلی | محل وجود ویژگی خاص | عملکرد اصلی |
بیرونی | بخشی از صفاق (در نواحی شکمی) | اندام‌های شکمی | اتصال اندام‌ها (صفاق) |
ماهیچه‌ای | شامل ماهیچه‌های صاف و مخطط | دهان، حلق، مری، مخرج (مخطط)؛ سایر نواحی (صاف) | حرکت مواد، خرد کردن (معده) |
زیرمخاطی | اتصال مخاط به لایه ماهیچه‌ای؛ شبکه عصبی | سراسر لوله گوارش | لغزش و چین‌خوردگی، کنترل گوارشی |
مخاطی | بافت پوششی | سراسر لوله گوارش | جذب مواد مغذی، ترشح آنزیم/مخاط |
حرکات لوله گوارش
انقباض ماهیچه‌های دیواره لوله گوارش باعث ایجاد حرکات منظمی در این لوله می‌شود. این حرکات در پیش‌برد توده غذایی و مخلوط کردن آن با شیره‌های گوارشی نقش اساسی دارند. حرکات لوله گوارش به دو نوع اصلی تقسیم می‌شوند:
1. حرکات کرمی
هنگامی که غذا وارد لوله گوارش می‌شود، باعث گشاد شدن دیواره آن (اتساع لوله) می‌گردد. افزایش حجم لوله در اثر ورود غذا، سبب فعال شدن یاخته‌های عصبی در دیواره آن می‌شود.
یاخته‌های عصبی تحریک‌شده، پیام‌هایی به ماهیچه‌های دیواره لوله گوارش می‌فرستند که در نتیجه آن، این ماهیچه‌ها منقبض می‌شوند.
این انقباض منجر به تشکیل یک حلقه انقباضی در دیواره لوله می‌شود. این حلقه انقباضی به‌تدریج در طول لوله حرکت می‌کند و توده غذایی را به جلو می‌راند.
حرکات کرمی علاوه بر پیش‌بردن غذا، در مخلوط کردن محتویات لوله گوارش نقش دارند، به‌ویژه زمانی که حرکت رو به جلوی غذا به علت برخورد با یک بنداره متوقف می‌شود. برای مثال، زمانی که محتویات معده به پیلور برخورد می‌کنند، دیگر نمی‌توانند به جلو حرکت کنند. در چنین شرایطی، حرکات کرمی فقط نقش مخلوط‌کنندگی دارند.
پیلور به عنوان بنداره‌ای در انتهای معده قرار دارد و آن را به روده باریک متصل می‌کند.
شکل 4 - حرکات کرمی
2. حرکات قطعه‌قطعه‌کننده
در این نوع حرکت، نواحی مختلف لوله گوارش به‌گونه‌ای یک‌درمیان، برخی فعال و برخی دیگر غیرفعال می‌شوند و جای خود را عوض می‌کنند. برای انجام این حرکات، ماهیچه‌های حلقوی دیواره لوله گوارش، مانند آنچه در حرکات کرمی رخ می‌دهد، منقبض می‌شوند.
حرکات قطعه‌قطعه‌کننده سه اثر عمده دارند:
موجب خرد شدن بیشتر محتویات لوله گوارش و کمک به گوارش مکانیکی می‌شوند.
باعث افزایش سطح تماس مواد غذایی با شیره‌های گوارشی می‌گردند.
موجب اختلاط بهتر مواد با آنزیم‌ها می‌شوند.
این حرکات در تمام طول روده نقش دارند، اما به‌ویژه در روده باریک دارای نقش برجسته‌ای در مخلوط‌کنندگی هستند.
شکل 5 - حرکت‌های قطعه‌قطعه کننده
مقایسه حرکات کرمی و قطعه‌قطعه‌کننده در لوله گوارش
ویژگی | حرکات کرمی | حرکات قطعه‌قطعه‌کننده |
نحوه فعال شدن | گشاد شدن دیواره لوله توسط غذا | تناوب در فعال و غیرفعال شدن نواحی مختلف |
ساختار درگیر | ماهیچه‌های حلقوی دیواره لوله | ماهیچه‌های حلقوی دیواره لوله |
الگوی انقباض | حلقه انقباضی متحرک | انقباض متناوب و موضعی |
نقش اصلی | پیش‌بردن توده غذایی به جلو | مخلوط کردن توده غذا با شیره گوارشی |
مثال عملکرد | پیش‌برد غذا در سراسر لوله گوارش | مخلوط‌کنندگی در روده باریک |
گوارش غذا: گوارش در دهان و بلع غذا
دستگاه گوارش با بهره‌گیری از دو نوع فرایند اصلی، غذا را به ترکیبات قابل‌جذب تبدیل می‌کند. نخست، گوارش مکانیکی با آسیاب کردن غذا به ذرات ریزتر، موجب افزایش سطح تماس برای عملکرد بهتر آنزیم‌ها می‌شود. سپس گوارش شیمیایی با کمک آنزیم‌ها، مولکول‌های درشت مانند نشاسته را به مولکول‌های کوچک‌تر و قابل‌جذب تجزیه می‌کند. این فرایندها به‌صورت مرحله‌ای و هماهنگ در اندام‌های گوارشی انجام می‌شوند.
گوارش در دهان
هنگامی‌که غذا وارد دهان می‌شود، گوارش آغاز می‌گردد. در ابتدا، دندان‌ها با عمل جویدن، ذرات غذایی را ریز می‌کنند. این خرد شدن مکانیکی، سطح تماس بیشتری برای تأثیرگذاری ترکیبات بزاق فراهم می‌سازد.
ترکیب و عملکرد بزاق بزاق توسط سه جفت غده بزاقی اصلی - بناگوشی، زیرآرواره‌ای، و زیرزبانی - همراه با غده‌های بزاقی کوچک‌تر ترشح می‌شود. این ترشحات حاوی ترکیبات زیر هستند:
آب و یون‌ها: که محیطی مناسب برای واکنش‌های آنزیمی فراهم می‌سازند.
آنزیم آمیلاز بزاقی: آغازگر گوارش شیمیایی نشاسته در دهان.
دقت کنید که آمیلاز بزاق، نشاسته را به طور کامل تجزیه نمی‌کند.
لیزوزیم: آنزیمی با خاصیت ضدباکتریایی که در نابودی میکروب‌های دهان نقش دارد.
موسین: نوعی گلیکوپروتئین که با جذب آب فراوان، ماده‌ای مخاطی می‌سازد.
این ماده مخاطی چند وظیفه مهم دارد:
محافظت از دیواره‌های دهان و لوله گوارش در برابر آسیب‌های فیزیکی و شیمیایی، و نیز چسباندن ذرات غذا به یکدیگر برای تشکیل توده‌ای لغزنده که بلعیدن آن آسان‌تر است.
شکل 6 - غده‌های بناگوشی، زیرآرواره‌ای و زیرزبانی، بزاق ترشح می‌کنند.
بلع غذا
بلعیدن فرآیندی است که در چند مرحله و به‌صورت هماهنگ انجام می‌شود:
حرکت زبان: زبان با اعمال فشار، توده‌ی غذا را به سمت عقب دهان و داخل حلق رانده می‌شود.
آغاز مرحله غیرارادی: پس از رسیدن غذا به حلق، ادامه فرایند بلع به‌طور غیرارادی صورت می‌گیرد.
ایمنی مسیرها: اپی‌گلوت (دریچه‌ای برای بستن نای) در این مرحله راه تنفس را مسدود می‌کند تا غذا صرفاً وارد مری شود.
در ادامه، ماهیچه‌های حلق منقبض شده و با حرکت کرمی، غذا را به سوی مری می‌فرستند. سپس غذا وارد مری می‌شود.
عبور غذا از مری
در مری، غذا تحت تأثیر حرکت کرمی قرار می‌گیرد. این نوع حرکت که شامل انقباض و انبساط‌های منظم دیواره مری است، غذا را در مسیر پایین به سمت معده هدایت می‌کند.
زمانی‌که غذا به پایین مری می‌رسد، بنداره انتهای مری باز می‌شود و غذا به معده وارد می‌شود. در طول مری، غده‌های مخاط مری با ترشح ماده مخاطی، عبور راحت‌تر توده غذایی را ممکن می‌سازند و از آسیب به دیواره مری جلوگیری می‌کنند.
شکل ۷ - الف) هنگام بلع فقط راه مری برای عبور غذا باز است.
شکل 7 - ب) حرکات کرمی، غذا را در طول مری حرکت می‌دهند.